[发明专利]电致变色化合物、用途以及其制备的电致变色器件和用途

说明书

本发明提供了一种电致变色化合物、用途以及其制备的电致变色器件和用途，所述电致变色化合物通过在传统紫精类化合物中的联吡啶中引入芳香性的基团，能够增加分子的共轭结构，进而增加分子的稳定性，提高分子链的耐辐射和耐温性能，而且，随着分子链的增长和芳香性基团的引入，紫精类化合物的氧化还原状态发生变化，其中发色团丰富的氧化还原状态可以为紫精类化合物提供更丰富的色彩变化，本发明得到的紫精类电致变色化合物，其变色范围更宽，透光率差值更高，变色灵敏度更高，变色更快，变色电压较低，使用寿命更长，使用其制备得到的电致变色器件具有明显的变色性能和成本优势。

技术领域

本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种电致变色化合物、用途以及其制备的电致变色器件和用途。

背景技术

电致变色是指材料的光学属性在外加电场的作用下发生稳定且可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化，具有电致变色能力的材料被称为电致变色材料，使用电致变色材料制造的器件称为电致变色器件，电致变色器件的性能与其中的电致变色材料的性能关系密切，合适的电致变色材料的选择能赋予电致变色器件颜色变化可控、颜色变化范围大、双稳态和低驱动电压等优点，电致变色器件在智能窗、防眩目后视镜以及显示器等领域具有广阔的应用前景。

根据组成的不同，电致变色材料可分为无机电致变色材料和有机电致变色材料，紫精又名紫罗精，是典型的有机小分子电致变色材料，在电压驱动下，紫精类化合物具有良好的可逆氧化还原反应性能，反应同时伴随着显著的颜色变化，紫精类化合物具有变色对比度高、变色响应时间短、制备成本低、使用寿命长等优点，属于已经被广泛研究的电致变色化合物，紫精类化合物的基本化学结构是1,1’-双取代基-4,4’-联吡啶盐，虽然紫精类化合物作为电致变色材料进行研究的历史较长，但是，学术界为改善其变色性能的努力仍未止步，依然不断有新的研究发现被发表。

现有技术中对于紫精类材料所进行的结构改善主要是通过修饰联吡啶环上的取代基团，例如在吡啶环上链接不同长度和类型的脂肪取代基和芳香取代基等，来对紫精类化合物的变色范围和变色颜色进行调整，例如，在紫精分子上链接甲基、乙基等基团得到的甲基紫精、乙基紫精等，其颜色变化可以从无色变为蓝色，当在苯基聚合物侧链接枝有紫精基团，并在电极表面用电化学聚合制成含紫精衍生物的聚合物时，在1～-1.4V的驱动电压下可呈现从淡蓝色到深红色等五种不同的颜色，最近有报道单庚基取代的紫精衍生物可以显现出和传统烷基取代紫精通常表现的蓝色不同的品红色，除了上述对紫精材料进行修饰以改进其显色性能以外，现有技术中还通过对紫精化合物中的联吡啶基团中间或侧链中引入苯基来提高紫精化合物的其他性能，例如，CN102911210A中公开了一种在两个联吡啶基团中引入苯基的紫精类化合物，其具有更快的响应时间；CN106928129A中公开了一种在两个吡啶基团中引入苯基的紫精类化合物，作为电致变色材料时具有更高的透光率和耐温性能。

在现有技术的基础上，本领域的技术人员需要对紫精类电致变色材料进行进一步的修饰或改性，使其和其他有机高分子电致变色材料一样具有变色速度快、记忆效应强、不同状态下透光率差值高等优点，同时也要提高其耐辐射、耐温和稳定性能，提高其使用寿命并增加其色彩多样性，在此基础上进一步研发一种新的基于紫精类电致变色材料的电致变色器件。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种经过修饰的紫精类电致变色化合物，使其和其他有机高分子电致变色材料一样具有变色速度快、记忆效应强、不同状态下透光率差值高等优点，同时也要提高其耐辐射、耐温和稳定性能，提高其使用寿命并增加其色彩多样性，在此基础上进一步研发一种新的基于紫精类电致变色材料的电致变色器件。

为达此目的，本发明的目的之一在于提供一种电致变色化合物，所述电致变色化合物具有如式(1)所示的结构：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄各自独立的选自饱和烷烃或不饱和烯烃基团。